近代物理所科研人员在大爆炸锂丰度问题方面的研究取得重要成果

    时间:2018-01-03 字体大小[]

      大爆炸是目前描述宇宙起源和演化最好的理论。特别是得到宇宙微波背景辐射的印证后,大爆炸理论更加深入人心。大爆炸理论认为宇宙起源于一个辐射主宰的快速膨胀(见图1,随着宇宙不断膨胀冷却,初期核合成在大爆炸开始半小时后就已结束,产生了氢、氦、锂几种初期核素。其中D3He4He丰度的预测值与天文观测值符合地很好,唯独7Li的预测值是天文观测值的3倍,被称为大爆炸锂丰度问题。在过去几十年,来自天体物理界和核物理界的科学家们一直试图解决该问题。 

      近日,由中国科学院近代物理研究所和中国科学院国家天文台主导,联合西班牙加泰罗尼亚理工大学,西班牙加泰罗尼亚空间研究所,日本东京大学,日本国立天文台,北航大学,美国圣母大学,美国德州农工大学康莫斯分校等7家单位的核天体同行,利用非广延统计(Tsallis 统计)提出了一种解决大爆炸锂丰度问题的新方案。研究发现,当非广延参数q的值在1.069q1.082范围内,即可成功解释大爆炸锂丰度的观察结果,见图2 

      该研究成果发表在国际著名的天体物理期刊《天体物理杂志》上(Astrophys. J. 834, 165 (2017)),且于2017215美国天文学会在其研究亮点官网AAS NOVAResearch highlights from the journals of the American Astronomical Societyhttp://aasnova.org/)上着重予以介绍(http://aasnova.org/2017/02/15/fixing-the-big-bang-theorys-lithium-problem) 

      文章链接: https://doi.org/10.3847/1538-4357/834/2/165 

      

     

      1:起源于宇宙大爆炸(箭头起始处)的宇宙随时间(红色箭头方向)的演化意念图,该图来自T. Kajino教授对NASA原图的修改。 

      

     

      2.红色曲线表示计算的原初丰度值随非广延参数值q的变化曲线。阴影水平带表示天文观测的丰度值带一个σ的误差。深蓝色垂直带表示天文观测值限制的非广延统计参数q的取值范围:1.069q1.082。此处的4He的丰度表示质量分数。 

     

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